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周報丨量子計算迎來新的里程碑;量子RAM取得突破
2022-12-06
文章詳情

光子盒研究院出品


01

This weeks headlines

繼續(xù)領跑!IBM推出433量子比特的Osprey芯片


2021年,IBM推出了首款擁有100多個量子比特的量子處理器Eagle。今天,該公司推出了Osprey芯片,它擁有超過Eagle約三倍的433個量子比特。IBM表示,在短短一年內將芯片上的量子比特數(shù)量增加三倍的進展表明,公司有望在2023年交付世界上第一臺擁有超過1,000個量子比特的通用量子計算機Condor。

IBM開發(fā)的量子計算機擁有的量子比特數(shù)隨著時間的推移穩(wěn)步增長。2016年,該公司將第一臺量子計算機放在云上供公眾進行實驗,當時還是一個只有5個量子比特的設備,每個超導電路冷卻到大約20毫開爾文(-273.13攝氏度)的溫度。隨后IBM于2019年、2020年和2021年分別推出了27量子比特的Falcon、65量子比特的Hummingbird和127量子比特的Eagle。

IBM預計于2023年推出1,121量子比特的Condor處理器,該處理器有望成為世界上最大的通用量子處理器。本次新的Osprey芯片于11月9日在IBM的量子計算峰會上亮相,揭示了該公司為實現(xiàn)這一雄心勃勃的目標而采取的關鍵步驟。來自IBM的Oliver Dial說:我們使用的每一項改進都會帶來一點運算速度的提升,一旦我們消除了所有這些瓶頸,我們就會看到運算速度有了很大的提升。

來源:

https://quantumchina.com/newsinfo/4611347.html?templateId=520429

英國科學家取得量子RAM新突破


隨機存取存儲器(RAM)是計算機的一個組成部分,充當可以快速調用信息的短期記憶庫。手機或計算機上的應用程序使用RAM,因此可以在眨眼之間切換任務。致力于構建量子計算機的研究人員希望,這樣的系統(tǒng)有朝一日可以使用類似的量子RAM組件運行,這可以加速量子算法的執(zhí)行或增加可存儲在量子處理器中的信息密度。倫敦納米技術中心的James OSullivan及其同事于近期朝著實現(xiàn)量子RAM邁出了重要一步,展示了一種硬件高效的方法,該方法使用啁啾電磁脈沖和超導諧振器讀取和寫入信息,使其硬件效率顯著高于以前的設備。

OSullivan和他的同事為微波光子信息的存儲和檢索提供了一個優(yōu)雅的解決方案,該解決方案使用了高效硬件的方法。實驗設備由一個超導電路諧振器組成,該諧振器位于一個嵌入有鉍原子的硅芯片上。該團隊向諧振器發(fā)送了包含大約1000個光子的微弱微波激發(fā),這些激發(fā)被鉍原子的自旋吸收。然后他們用電磁微波脈沖撞擊諧振器,該脈沖的頻率隨著時間的推移而上升,這種效應被稱為啁啾。

該實驗團隊表明,他們的存儲設備能夠以四個微弱的微波脈沖的形式同時存儲多條光子信息。重要的是,他們還證明了可以按任何順序讀回信息,從而使他們的設備成為真正的RAM。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602692.html?templateId=520429

Xanadu完成1億美元C輪融資,以加速容錯量子計算機的開發(fā)


光量子計算領域的全球領導者Xanadu宣布已在C輪融資中籌集了1億美元。加拿大最大的成長股權股市Georgian領投了這輪融資,保時捷汽車控股公司、Forward Ventures、Alumni Ventures、Pegasus Tech Ventures、硅谷銀行以及之前的投資者Bessemer Venture Partners、Capricorn、BDC Capital和Tim Draper參投。迄今為止,Xanadu已經籌集了2.5億美元,使公司估值達到10億美元。

自2016年成立以來,Xanadu一直致力于打造對人們有用的量子計算機。Xanadu構建量子計算機的光子方法是獨特且有效的。使用光子學可以利用現(xiàn)代芯片制造設施、現(xiàn)有電信行業(yè)開發(fā)的光學元件的應用以及使用光纖將光子芯片聯(lián)網(wǎng)在一起。這種網(wǎng)絡需要超過一百萬個量子比特,才能達到可以訪問應用程序的規(guī)模。Xanadu的卓越成就包括通過Xanadu Cloud推出世界上第一臺云部署光量子計算機、構建廣泛使用的量子軟件框架PennyLane、與全球領先企業(yè)建立關鍵戰(zhàn)略合作伙伴關系,以及最近在其量子計算機Borealis上展示了量子計算優(yōu)勢。

Xanadu創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Christian Weedbrook說:在這種不確定的經濟環(huán)境中,頂級投資者的持續(xù)支持證明了對我們的卓越團隊、光子技術和執(zhí)行能力的信任。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614140.html?templateId=520429

德國將創(chuàng)建其首個量子計算業(yè)務云


德國經濟事務和氣候行動部(BMWK)與斯圖加特大學和弗勞恩霍夫FOKUS研究所簽訂了軟件公司QMWare和云專家IONOS的合同,為德國工業(yè)構建量子計算應用平臺,其中的云平臺將是德國首創(chuàng)。

本次合作項目名為SeQenC,將運行三年,是該部門商業(yè)數(shù)字技術支持計劃的一部分。該部將投資數(shù)千萬歐元,但沒有透露具體數(shù)字。在該項目的三年期間,將邀請來自行業(yè)和更廣泛經濟體的選定合作伙伴公司測試在電信、物流、金融、汽車和能源等領域的應用。該項目是來自BMWK的一系列量子計算中的最新項目。9月下旬,該部宣布將投入1400萬歐元用于基于光子系統(tǒng)開發(fā)的量子處理器原型。BMWK已承諾在整個量子計算方面投資7.4億歐元。

德國政府的投資表明德國對量子計算的重視程度,德國政府機構貿易與投資署的計算行業(yè)專家Asha-Maria Sharma說,這些舉措不僅為活躍在德國的企業(yè)創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。還表明國際量子計算企業(yè)正在進入歐洲最大的經濟體并從這一激動人心的轉型中獲利。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620524.html?templateId=520429

IBM將量子計算帶入法國金融業(yè)


法國第一家加入IBM量子網(wǎng)絡(Quantum Network)的企業(yè)法國國民互助信貸銀行通過其技術子公司Euro-Information與IBM合作培訓團隊并探索量子技術在金融服務的用例和概念驗證,同時計劃擴展法國的量子生態(tài)系統(tǒng)。這家銀行于11月8日宣布,他們已開始進入量子計算就緒發(fā)現(xiàn)階段,包括探索量子計算在銀行和保險用例中的適用性以及開發(fā)概念驗證并開始了勞動力發(fā)展。

此次合作標志著IBM Quantum Network在法國的首次企業(yè)合作,將通過開源Qiskit軟件開發(fā)套件中的量子計算專業(yè)知識提升國民互助信貸銀行員工的技能,并應用量子算法在其團隊中發(fā)展量子專業(yè)知識,為組織利用量子技術做好充分準備。國民互助信貸銀行的員工將通過IBM Quantum獎勵計劃獲得最好的IBM量子技術和Qiskit Runtime服務,以及IBM的量子和行業(yè)領域專業(yè)知識,借以幫助在金融服務領域推進潛在的量子用例應用程序。

在接下來的幾個月里,國民互助信貸銀行將探索與金融服務相關領域的用例。該銀行還將尋感興趣的客戶合作,將法國的量子生態(tài)系統(tǒng)擴展到金融和保險行業(yè),并加快量子應用程序的識別、開發(fā)和采用。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614049.html?templateId=520429

02

戰(zhàn)略政策

Strategy & Policy

英國發(fā)布《量子技術愿景》報告


物理研究所(IOP)于11月10日發(fā)布了英國量子技術愿景報告,旨在為英國政府的量子戰(zhàn)略提供支持。該報告提出了英國量子領域的愿景,并提出了10條相應的建議以實現(xiàn)這一愿景,重點部分為:量子商品和服務商業(yè)化的路線圖;支持生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和規(guī)?;芰?;建立強大的技能基礎以支持量子產業(yè);以及更廣泛的推動因素,包括伙伴關系和溝通。

這份報告提供了來自廣泛由成員主導的IOP參與計劃的證據(jù),其中包括圓桌會議和研討會以及與商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)進行的練習,從而確定了IOP有可能支持英國量子戰(zhàn)略的關鍵領域。IOP認為,英國的量子戰(zhàn)略需要通過提供直接和間接支持、協(xié)調和規(guī)劃以及一致的政策,支持從基礎研究到市場的商業(yè)化量子產品和服務的每個階段解決方式和其他有利因素。

IOP科學、創(chuàng)新和技能總監(jiān)Louis Barson表示:量子技術有可能改變人們的生活方式,并徹底改變計算、通信、國防、安全、醫(yī)療保健和制藥等多元化行業(yè)。這份報告表明,物理學界認為,政府應該以該行業(yè)的整體價值、企業(yè)和員工數(shù)量以及量子生態(tài)系統(tǒng)在多大程度上由高生產力公司驅動的程度方面的顯著增長為目標。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620385.html?templateId=520429

英國推出量子商業(yè)創(chuàng)新獎


英國物理研究所(IOP)于11月10日宣布,通過與Quantum Exponential plc合作推出量子商業(yè)創(chuàng)新和增長團隊(qBIG)獎,繼續(xù)推動量子技術領域的增長,成立英國首個專注于量子技術的企業(yè)風險投資基金。這一享有盛譽的獎項專注于支持量子技術的創(chuàng)新和商業(yè)化。

qBIG獎的獲獎者將獲得10,000英鎊的無限制現(xiàn)金獎勵,以及來自創(chuàng)新型Quantum Exponential投資團隊長達十個月的指導。在訪問Quantum Exponential廣泛的網(wǎng)絡的同時,這個機會將使獲勝者在其領域獲得未來成功的最佳機會。獲勝者將通過IOP的qBIG與不由工業(yè)量子物理學家、工程師、創(chuàng)新者和企業(yè)家組成的商業(yè)社區(qū)和公司建立聯(lián)系。他們將獲得六個月的免費使用物理研究所加速器工作空間的機會,并將在IOP的年度商業(yè)展示展覽中進行介紹。獲獎者將由IOP的qBIG集團委員會選出,該委員會成員包括Aegiq、Airbus、AnchoredIn、BAE Systems、Coherent、ColdQuanta和Fraunhofer等。

Quantum Exponential首席投資官Stuart Nicol表示:Quantum Exponential非常自豪地宣布與IOP這樣享有盛譽的機構建立合作關系,使我們能夠持續(xù)關注英國量子的商業(yè)化,通過在財務上支持更廣泛的潛在投資組合以及通過指導等方式獲得更廣泛的支持。我們希望對IOP創(chuàng)新獎的贊助將有助于推動整個行業(yè)增加支持,并有助于加快量子市場的就緒。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620512.html?templateId=520429

03

量子計算與模擬

Quantum computing & simulation

法國電力公司宣布使用光量子計算機模擬水電大壩結構


法國初創(chuàng)企業(yè)Quadela和法國領先的能源公司法國電力公司(EDF)簽署了一項合作協(xié)議,以研究光子的貢獻水電大壩變形數(shù)值模擬計算。該突破性技術可以提高模擬的準確性,加快計算和降低運算時的能耗。Quadela預計在未來可將仿真模型推廣到其他類型的工業(yè)應用并將光子計算擴展到機器學習,特別是應用在消費預測中。

EDF是最早投資量子技術的法國工業(yè)企業(yè)之一,于2018年開始以提高能源管理的計算性能為目的,支持法國和歐洲的研究團隊。正是在這種背景下,EDF和歐洲光量子計算的領導者Quandela開始了合作,這一合作關系標志著法國的量子計算進入了一個新的階段。

Quandela聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Valérian Giesz說:這種合作關系使我們能夠將工程師的知識應用于工業(yè)問題。Quandela和EDF是完美的互補。我們將自己的專業(yè)知識用于微分方程求解和算法開發(fā)以及我們第一臺全棧光量子計算機由法國電力集團使用。作為回報,我們將受益于EDF獲得的知識和專業(yè)技能數(shù)十年的研發(fā)團隊。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594428.html?templateId=520429

富士通推出用于解決量子化學問題的量子/HPC混合計算技術


富士通于11月8日宣布開發(fā)量子/HPC混合計算技術,以優(yōu)化客戶的工作負載選擇。

新技術利用富士通世界一流的39量子比特量子模擬器和配備與超級計算機富岳相同的A64FX CPU的富士通超級計算機PRIMEHPC FX 700的強大功能結合運行,為客戶的量子化學選擇最佳計算方法。至關重要的是,該技術允許沒有專業(yè)知識的用戶使用量子模擬器和HPC技術為現(xiàn)實世界的問題提供有效的解決方案。富士通為實現(xiàn)對計算工作負載代理的愿景,現(xiàn)已開發(fā)出一種用于解決量子化學問題的量子/HPC混合計算技術,從而能夠基于計算闡明藥物發(fā)現(xiàn)和新材料開發(fā)中使用的材料的特性。作為計算工作負載代理的先驅,這項新技術通過自動優(yōu)化組合量子模擬器和HPC兩種類型計算機,實現(xiàn)了高速高精度計算。新技術的特點如下:量子/HPC算法判別技術;計算時間估計技術;基于時間、成本和精度的最優(yōu)控制技術。

展望未來,富士通將驗證該技術的有效性并進一步開發(fā),旨在2023年于量子化學計算領域建立新的計算工作負載代理技術。富士通將進一步繼續(xù)開發(fā)可使用的計算平臺,通過將服務添加到富士通計算服務中,無需專業(yè)知識的任何人都可以使用,富士通的服務組合通過公共云為客戶提供世界領先的計算技術。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614051.html?templateId=520429

應用量子計算設計散熱窗戶,減緩全球氣候變暖


空調造成約4%的溫室氣體排放,而隨著世界變得越來越熱、人口增加和全球收入增加,使用中的空調裝置數(shù)量預計將從今天的不到20億臺到2050年飆升至56億臺到。這不僅會導致更多的全球溫室氣體排放,也會導致城市局部變暖,形成城市熱島效應。

近期,圣母大學和慶熙大學的研究人員在量子計算和人工智能的幫助下已經開發(fā)出一種透明的窗戶涂層,可以降低建筑物內部的溫度,而無需使用任何電力,也不用著色或阻擋視野。設計的透明窗戶涂層將熱量從窗戶散發(fā)到大氣中,它可以將花在風扇和空調上的能源減少31%,不僅能幫助建筑物降溫,還可以幫助地球降溫。

為了找到一種可以滿足實驗目標的材料,該研究團隊制作了由四種常見材料(包括二氧化硅和二氧化鈦)交替疊成的模型,將這些材料夾在玻璃基底和聚合物薄膜之間。隨后結合了機器學習和量子計算過程用于找到最佳排列層。這種方法使他們能夠在幾分之一秒內模擬所有可能的組合。在測試中,所得涂層的性能優(yōu)于使用傳統(tǒng)方法設計的幾種透明輻射冷卻器。

目前尚不清楚這種透明的窗戶涂層是否能被大規(guī)模應用于市場中。根據(jù)實驗結果,它可以使用最先進的沉積技術用于實際應用制造,但先進通常意味著昂貴。如果涂層(或類似涂層)的生產成本可以降得足夠低,則可以幫助降低建筑物的冷卻成本,甚至可能進行調整以用于車窗,從而最大限度地減少我們對汽車、飛機等空調的需求。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614016.html?templateId=520429

科研團隊使用物質的量子態(tài)模擬早期宇宙


由德國海德堡大學的實驗物理學家Nikolas Liebster帶領的科研團隊已經使用超冷原子制成的量子場模擬器創(chuàng)造了一種微小的膨脹宇宙。該實驗能夠模擬不同版本的彎曲時空,它們對應于宇宙模型中的球形或雙曲線幾何形狀。這些可調節(jié)的時空曲率以及許多其他因素會影響粒子的產生方式。該實驗的目標是在實驗室的不同場景下探索可能類似于早期宇宙的動力學,并能夠暫停整個系統(tǒng)以便更仔細地進行分析,這是真實宇宙無法做到的。

研究結果表示,實驗的成功證明了類似的模擬器提供了進入量子物理學中未探索狀態(tài)的可能性,量子物理學是在原子的微小尺度上研究物質和能量。雖然沒有任何實驗可以產生與早期宇宙條件直接可比的條件,但新研究探索的機制有點類似于大爆炸后控制時空和粒子產生的物理學。

科研團隊概述了量子物理學中的一系列基本問題,這些問題可以通過未來版本的模擬器進行探索。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614122.html?templateId=520429

德國科技巨頭博世宣布與IBM在量子計算領域合作


在德國工程和電子公司羅伯特·博世公司11月9日的一份聲明中,博世與美國科技公司IBM在量子計算領域建立新的合作伙伴關系,共同開展對未來技術的探究。

據(jù)博世稱,IBM將為其量子計算機提供云訪問,以換取其在材料模擬方面的經驗。這將使博世對包括硬件在內的量子計算的能力和適用性有更深入的了解,同時雙方將共同使量子模擬提升到一個新的水平,并在國際上獲得競爭優(yōu)勢。

博世還表示,這種對量子計算機的訪問將使合作伙伴能夠找到用于生產電機和燃料電池的貴金屬和稀土的碳中和替代品,并且這些替代品將更小、更輕、更高效、更實惠。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614131.html?templateId=520429

費米實驗室超導量子計算機將采用芝加哥大學普利茲克納米制造設施


由美國能源部費米國家加速器實驗室主辦的超導量子材料和系統(tǒng)中心(SQMS)的研究人員正在致力于解開量子設備的架構并研究每種材料,以了解它們如何影響設備的性能,因此SQMS正在使用芝加哥大學提供的普利茲克納米制造設施。這是一個最先進的用戶設施,研究人員可以在這里制造具有不同材料和工藝的超導量子器件。

普利茲克納米制造設施為SQMS的研究提供了一系列工具來試驗不同的材料,以擴展其超導量子器件的性能。芝加哥大學提供的支持和訪問權使SQMS能夠制造實現(xiàn)構建量子計算機目標所需的設備。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614148.html?templateId=520429

D-Wave公布第三季度業(yè)績,營收同比增長30%


D-Wave Quantum Inc.是一家唯一同時構建退火和門模型量子計算機的供應商,于11月10日公布了截至2022年9月30日的第三季度財務業(yè)績。

據(jù)財報顯示,2022財年第三季度的收入為170萬美元,比2021財年第三季度的130萬美元增加388,000美元,增長率為30%,比2022財年第二季度的140萬美元增加324,000美元,增長率為24%。2022財年第三季度的毛利潤為110萬美元,比2021財年第三季度的100萬美元增加了86,000美元,增長率為9%,比上一財年第二季度的785,000增加了301,000美元,增長率為38%。

我們第三季度的業(yè)績反映了D-Wave今天通過將量子計算用于實際業(yè)務應用來幫助客戶實現(xiàn)真正價值的使命的持續(xù)進展。商業(yè)化量子計算的時代已經到來,這在我們擴大客戶足跡、加速應用程序開發(fā)和收入增長方面所看到的勢頭很明顯。

今年迄今為止,商業(yè)客戶數(shù)量增長了34%,季度收入同比增長了30%,很明顯,客戶正在看到我們的量子混合解決方案在釋放競爭優(yōu)勢和推動增長方面的影響增長,D-Wave首席執(zhí)行官Alan Baratz說,此外,我們仍然專注于不懈的產品開發(fā)和交付。根據(jù)截至2022年11月10日的可用信息,D-Wave維持其2022財年收入和調整后EBITDA指導如下:收入預計在700萬美元至900萬美元之間,調整后的EBITDA預計將低于-4900萬美元。

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620477.html?templateId=520429

04

量子通信與安全

Quantum Communication & Security

SES選擇Arianespace為歐洲發(fā)射量子通信衛(wèi)星EAGLE-1


SES公司的EAGLE-1衛(wèi)星將支持歐洲的端到端安全量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng),最早將于2024年第四季度由Arianespace在法屬圭亞那的Vega C火箭上為SES發(fā)射。這顆衛(wèi)星將被送入近地軌道。

EAGLE-1項目由歐洲航天局在ARTES旗下的德國、盧森堡、奧地利、意大利、荷蘭、瑞士、比利時和捷克共和國以及歐洲委員會通過Horizon Europe共同資助。項目由衛(wèi)星和地面基礎設施組成,由SES及其20個歐洲合作伙伴組成的財團在歐洲航天局(ESA)和歐盟委員會的支持下開發(fā)。根據(jù)最近與ESA簽署的協(xié)議,SES及其合作伙伴將設計、開發(fā)、發(fā)射和運營一個基于衛(wèi)星的端到端QKD系統(tǒng),用于測試和驗證基于空間的加密密鑰安全傳輸。第一個歐洲主權天基QKD系統(tǒng)將包括專用的低地球軌道EAGLE-1衛(wèi)星和位于盧森堡的最先進的QKD運營中心。EAGLE-1衛(wèi)星將為歐盟成員國實現(xiàn)天基QKD的早期訪問、驗證和集成。

SES首席技術官Ruy Pinto表示:為安全數(shù)據(jù)傳輸構建EAGLE-1端到端系統(tǒng)并驗證遠程量子密鑰分發(fā)技術是一項創(chuàng)新項目,將使歐盟成員國受益。幾十年來,我們一直在與Arianespace合作,將我們的衛(wèi)星送入太空,很高興在這次合作中他們將會送EAGLE-1衛(wèi)星進入軌道。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614125.html?templateId=520429

2024年發(fā)射,英國量子通信中心授予ISISPACE集團衛(wèi)星研發(fā)任務


英國量子通信中心已選擇荷蘭公司ISISPACE集團作為衛(wèi)星系統(tǒng)和服務提供商,以支持該中心的在軌演示(IOD)任務,展示量子加密節(jié)點處于太空的分布。IOD將成為圍繞衛(wèi)星與地面之間的量子安全通信的英國科技核心樞紐開發(fā)計劃的高潮。該計劃是在所有距離范圍內提供量子安全的戰(zhàn)略目標的一部分,包括開發(fā)新型量子信號發(fā)射器作為衛(wèi)星的有效載荷,以及用于專用中心光學地面站(OGS)的量子接收器。由約克大學牽頭的開發(fā)計劃的中心學術合作伙伴分別是布里斯托大學、赫瑞瓦特大學、斯特拉思克萊德大學以及科學和技術設施委員會的RAL空間設施。

ISISPACE已被選為IOD任務的衛(wèi)星平臺提供商。這顆鞋盒大小的衛(wèi)星將使用光和紅外信號以及無線電頻道與位于蘇格蘭Hub OGS站點的量子接收器進行通信。ISISPACE在啟用和支持創(chuàng)新的小型衛(wèi)星任務方面擁有豐富的經驗,包括集線器IOD所需的集成、發(fā)射和操作。

Hub IOD將于2024年初啟動,它將促進實驗和測試,這對于展示克服基于光纖的地面通信網(wǎng)絡的距離限制所需的科學和技術至關重要。IOD是目前正在開發(fā)的三個重點項目之一,英國投入大量資金和投資,將對大規(guī)模商業(yè)量子安全通信的戰(zhàn)略目標做出重大貢獻。這項工作是英國量子通信中心核心技術開發(fā)的一部分,由約克大學領導,并由英國國家量子技術計劃資助。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620484.html?templateId=520429

量子加密公司Arqit將與Nine23聯(lián)手為英國政府提供安全云服務


量子安全加密領域的領頭公司Arqit Quantum Inc.已與英國受監(jiān)管和合規(guī)行業(yè)的網(wǎng)絡安全解決方案提供商Nine23 Ltd簽署合同,在Nine23的英國Sovereign Secure私有云基礎設施Platform FLEX上共同部署Arqit的對稱密鑰協(xié)議軟件QuantumCloud?,旨在為其客戶提供最高水平的安全保障。

Nine23的專有平臺FLEX提供了一個多私有云環(huán)境,具有與所有英國政府網(wǎng)絡(包括PSN、PNN、RLI、HSCN等)的直接網(wǎng)絡網(wǎng)關連接,且經過驗證的認可平臺提供數(shù)據(jù)駐留和解決方案集成,可用于官方敏感和更高級別的分類。而Arqit和Nine23將攜手解決英國政府和國防客戶的需求,以提高其基礎設施抵御網(wǎng)絡攻擊的安全性,消除與傳統(tǒng)加密方法公鑰基礎設施(PKI)相關的漏洞,并防止量子計算機帶來的數(shù)據(jù)安全威脅。該合作伙伴關系將為政府和國防客戶跨數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和基礎設施提供由英國主權部署的完全托管QuantumCloud?,而無需對現(xiàn)有硬件、軟件或支持進行重大更改。這些服務將通過數(shù)字市場在新的G-Cloud 13框架上提供。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594439.html?templateId=520429

WISeKey公司推出抗量子安全架構QUASARS


全球領先的網(wǎng)絡安全、人工智能、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)公司W(wǎng)ISeKey International Holding Ltd.于美國東部時間11月7日宣布其QUASARS(抗量子安全架構)項目是一個基于新的WISeKey Secure RISC V平臺的激進創(chuàng)新解決方案,正在為后量子密碼時代鋪平道路。混合解決方案符合ANSSI的建議,并得到了法國安全通信解決方案(SCS)集群的大力支持。

WISeKey是美國國家網(wǎng)絡安全卓越中心(NCCoE)項目的一部分,這是一個新的安全平臺,將幫助定義執(zhí)行可信網(wǎng)絡層載入的最佳實踐,并幫助大規(guī)模實施和使用物聯(lián)網(wǎng)設備的可信載入解決方案。

SCS是一個致力于數(shù)字技術的世界級競爭力集群。他們正在共同努力開發(fā)和營銷產品和創(chuàng)新服務,以在高增長的量子市場創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。

來源:

https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602706.html?templateId=520429

IBM和電信運營商沃達豐就量子安全網(wǎng)絡達成合作


IBM于11月9日在2022年IBM量子峰會上宣布,沃達豐集團正在與其就量子安全網(wǎng)絡展開合作,同時還將加入IBM Quantum Network,這將使沃達豐可以云訪問IBM先進的量子計算系統(tǒng),以及分享IBM行業(yè)領先的量子專業(yè)知識。這家跨國電信公司將與IBM合作,幫助驗證和推進電信領域的潛在量子用例。

作為此次合作的一部分,沃達豐將探索用于各種電信用例的量子計算。該公司還將通過由IBM領導的迭代原型設計來提升員工在量子技術方面的技能,并積極招聘量子計算專家,在其隊伍中建立專門的能力。在整個參與過程中,沃達豐將探索如何將IBM量子安全加密技術應用于其整個多樣化的網(wǎng)絡基礎設施和系統(tǒng)。而沃達豐對美國NIST發(fā)布的量子安全協(xié)議的探索標志著IBM量子安全在理解和準備電信領域的這種風險方面處于領先地位。

IBM和沃達豐也是最近宣布的GSMA后量子電信網(wǎng)絡工作組的初始成員之一,該工作組的任務是幫助定義政策、監(jiān)管和運營商業(yè)務流程,以在先進量子計算的未來加強對電信的保護。

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歐洲電信標準化協(xié)會使用新的算法保護關鍵基礎設施免受量子網(wǎng)絡威脅


隨著世界面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn),包括歐洲戰(zhàn)爭和全球能源危機,公共安全、關鍵基礎設施和公用事業(yè)部門(包括運輸、電力、天然氣和水廠)更加重視抵抗第三方攻擊,以保護通信和敏感數(shù)據(jù)。由于120多個國家和地區(qū)為這些關鍵服務使用專用TETRA(陸地集群無線電)網(wǎng)絡,因此開展工作以確保歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)TETRA技術標準在面對不斷變化的威脅時保持穩(wěn)健已經迫在眉睫。

為了適應技術創(chuàng)新和潛在的網(wǎng)絡安全攻擊,包括來自量子計算機的攻擊,ETSI使用新的TETRA算法保護關鍵基礎設施免受網(wǎng)絡威脅,該公司已經完成了旨在保護TETRA網(wǎng)絡至少在未來20年內安全的新算法的工作。這些新規(guī)范是與ETSI量子安全密碼學組的專家密切合作完成的。該工作是在負責增強TETRA標準的全球代表組織的支持下進行的。據(jù)預測,在2021-2026年內,對TETRA技術的需求將繼續(xù)以4.7%的復合年增長率增長。

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美國公司推出世界上第一個抗量子UCC平臺Mercury Workspace


作為全球最先進的安全雙重用途數(shù)字通信平臺,Secured Communications Inc.于美國東部時間11月10日宣布旗下的Mercury Workspace成為世界上第一個集成了后量子加密的統(tǒng)一通信和協(xié)作(UCC)平臺,以保護客戶端數(shù)據(jù)免受未來量子計算機的攻擊。

Secured Communications與前FBI高級情報領導人合作,開發(fā)的Mercury Workspace平臺受到全球反恐專業(yè)人士、安全專業(yè)人士和公司的信賴,現(xiàn)在這個平臺已經是最先進、最安全的兩用通信平臺,可實施美國國家科學技術研究院(NIST)選定的后量子加密算法,該算法將成為新密碼標準的一部分。Mercury Workspace UCC平臺包括完全加密的消息傳遞、無限大小的文件共享、高清視頻會議和VoIP呼叫,所有這些都在一個封閉的生態(tài)系統(tǒng)中得到保護,采用多因素身份驗證(MFA)技術來驗證用戶身份。隨著量子計算規(guī)模的穩(wěn)步推進以及存在采用現(xiàn)在竊取,以后解密的潛在威脅,Mercury Workspace已完成將Crystals-Kyber和Crystals-Dilithium加密算法集成到其現(xiàn)有消息傳遞層的加密協(xié)議,保護傳輸中和靜止的數(shù)據(jù),從而消除量子計算機在現(xiàn)在和將來能夠解密被盜數(shù)據(jù)的危險。

借助后量子加密,Mercury Workspace將可以全面保護企業(yè)、機構和組織客戶的所有通信,使安全通信比競爭對手具有明顯優(yōu)勢,并為客戶的敏感業(yè)務和運營數(shù)據(jù)提供所需的安全性。各國政府已經認識到量子技術存在的風險,要求并鼓勵所有有能力的利益相關者將先進的抗量子加密技術整合為一種雙重技術。這將立即開始保護專有信息、知識產權和關鍵基礎設施免受當前和未來的量子威脅。Secured Communications非常重視這一緊迫的國家安全需求,并專注于這一新興的關鍵技術,同時與政府和行業(yè)合作伙伴一起加快研究進度。

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05

量子精密測量

Quantum precision measurements

麻省理工學院開發(fā)了低成本的太赫茲相機


太赫茲輻射的波長介于微波和可見光之間,可以穿透許多非金屬材料并檢測某些分子的特征。該特性使其適用于廣泛的應用,包括機場安全掃描、工業(yè)質量控制、天體物理觀測、材料的非破壞性表征以及比當前手機頻段更高帶寬的無線通信。但設計使用太赫茲波檢測和成像的設備一直具有挑戰(zhàn)性,并且大多數(shù)現(xiàn)有的太赫茲設備價格昂貴、速度慢、體積大,同時需要真空系統(tǒng)和極低的溫度。

由麻省理工學院帶領,包含明尼蘇達大學和三星的研究團隊開發(fā)了一種新型相機,可以在室溫和壓力下快速檢測太赫茲脈沖,靈敏度高。更重要的是,它可以同時實時捕獲有關波的方向或極化的信息,這是現(xiàn)有設備無法做到的。該信息可用于表征具有不對稱分子的材料或確定材料的表面形貌。該團隊生產了兩種可以在室溫下運行的不同設備:一種利用量子點將太赫茲脈沖轉換為可見光的能力,使該設備能夠產生材料圖像;另一種利用量子點將太赫茲脈沖轉換為可見光的能力,產生顯示太赫茲波偏振狀態(tài)的圖像。

雖然太赫茲波原則上可以用來探測一些天體物理現(xiàn)象,但這些來源非常微弱,新設備無法捕捉到如此微弱的信號,科研團隊正在努力提高其靈敏度。

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悉尼科技大學研發(fā)了新一代量子顯微鏡原型


雖然量子計算是基于原子和亞原子水平上物質和能量行為發(fā)展中技術的重要項目,但量子顯微鏡有望為科學研究本身打開一扇新的大門。隨著量子技術的進步,新的顯微鏡模式將可以看到電流、檢測波動的磁場,甚至可以看到表面上的單個分子。

由悉尼科技大學Igor Aharonovich教授和RMIT大學的Jean-Philippe Tetienne博士領導的澳大利亞研究小組已經開發(fā)出一種具有高分辨率靈敏度的顯微鏡原型。該團隊的研究結果現(xiàn)已發(fā)表在《自然物理學》上。其研發(fā)的量子顯微鏡原型基于原子層面,在激光照射后,發(fā)出的光可以與其他物理量直接關聯(lián),例如磁場或電場附近的化學環(huán)境。

Aharonovich教授說,新方法的獨創(chuàng)性在于,團隊使用了與通常用于量子傳感的笨重晶體相反的原子級薄層,稱為六方氮化硼(hBN)。這種由牢固結合的二維層組成的范德華材料可以做得很薄,并且可以適應任意粗糙的表面,從而實現(xiàn)高分辨率靈敏度。這些特性使團隊產生了使用量子活性hBN箔來執(zhí)行量子顯微鏡的想法,本質上是一種利用量子傳感器陣列來創(chuàng)建敏感的量子空間圖的成像技術。

新一代量子顯微鏡具有巨大的潛力,UTS高級研究員Mehran Kianinia博士說,它不僅可以在室溫下運行并同時提供有關溫度、電場和磁場的信息,而且可以無縫集成到納米級設備中,并且因為hBN是一種非常魯棒的材料,所以能承受非常惡劣的環(huán)境。而未來的主要應用包括可用于研究化學反應和識別分子起源的高分辨率MRI(磁共振成像)和NMR(核磁共振),以及遙感和成像在太空、國防和農業(yè)中的關鍵應用。

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德國實現(xiàn)世界上第一個帶有高電荷離子的光學原子鐘


光學原子鐘是有史以來最精確的測量儀器,并且正在成為基礎實驗和應用研究的關鍵工具。德國聯(lián)邦物理技術研究所(PTB)QUEST研究所的研究人員近期與馬克斯普朗克核物理研究所(MPIK)和布倫瑞克工業(yè)大學合作,在Quantum Frontiers卓越集群的范圍內,首次實現(xiàn)了基于高電荷離子的光學原子鐘計時。這種類型的離子因其具有非凡的原子特性和對外部電磁場的低靈敏度而適合應用于測量中。

為了實現(xiàn)利用高電荷離子在光學原子鐘中的應用,PTB開發(fā)出量子算法成功地冷卻了高電荷離子,即接近量子力學基態(tài)。這對應于絕對零度以上百萬分之200開爾文的溫度?,F(xiàn)在研究人員已經成功實現(xiàn)了基于13倍帶電氬離子的光學原子鐘,并將其計數(shù)聲與PTB現(xiàn)有的鐿離子鐘進行了比較。為此,他們必須對系統(tǒng)進行非常詳細的分析,以了解例如高電荷離子的運動和外部干擾場的影響。團隊期望通過技術改進進一步減少不確定性,這將使實驗成果進入最好的原子鐘范圍。

因此,研究人員為現(xiàn)有的光學原子鐘創(chuàng)建了一個基于單個鐿離子或中性鍶原子的附加系統(tǒng)。這樣的改進允許研究更多不同的高電荷離子,其中包括可用于搜索粒子物理標準模型擴展的原子系統(tǒng)。其他高電荷離子對精細結構常數(shù)的變化和某些暗物質特別敏感,這些物質在標準模型之外的模型中需要但不能用以前的方法檢測到。

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德國將量子技術用于癌癥成像


迄今為止,在常規(guī)臨床環(huán)境中使用磁共振成像(MRI)追蹤腫瘤細胞的代謝是不可行的。近期,包括慕尼黑工業(yè)大學(TUM)在內的跨學科研究團隊正在努力推進基于量子的超極化器的開發(fā),以便將其部署到臨床應用中。該機器旨在顯著改善代謝過程的MRI成像,例如允許更早、更準確地評估腫瘤,以及改進腫瘤治療的選擇和監(jiān)測。

在實驗過程中,將代謝分子的原子核引向超極化狀態(tài)是困難的。因此,研究人員使用了一個基于氫的特殊磁性狀態(tài)的中間步驟,稱為仲氫。這可以使用已知方法在低溫下用液氮生產并儲存在氣瓶中。仲氫的特性也建立在量子力學定律之上。

雖然仲氫本身是磁屏蔽的并且無法使用磁共振方法測量,但它的自旋配置可以使其他原子核超極化,從而增加它們在MRI中的可見度。使用這種方法,研究人員超極化了對研究代謝過程很重要的分子。例如丙酮酸是一種被腫瘤加工成乳酸的代謝產物,特別適用于診斷。研究人員將對氫停靠在超極化器中的丙酮酸上,并利用其自旋配置使用無線電波在磁場中超極化丙酮酸的碳原子。因此,來自丙酮酸的信號在MRI中得到增強,從而允許以時間分辨率可視化相應的代謝過程。

項目合作伙伴已經開發(fā)出超極化器的功能原型。在QuE-MRI項目中,醫(yī)學、物理、化學和工程領域的研究人員、醫(yī)生、工業(yè)合作伙伴和開發(fā)人員現(xiàn)正在密切合作以優(yōu)化這些原型,以便超極化器可以在臨床上大規(guī)模部署。此外,項目組計劃在癌癥診斷的初步臨床試驗中驗證了非侵入性和非放射性技術。

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06

量子材料

Quantum Materials

科學家發(fā)現(xiàn)用于開發(fā)混合材料的新量子相變


物理學家所說的相變正如水結冰的過程。日本大阪市立大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種前所未有的量子相變,在此過程中,晶體在保持晶體特性的同時實現(xiàn)了無定形特性。他們的發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)用于惡劣環(huán)境(例如外太空)的混合材料。

大阪市立大學工程研究生院Yui Ishii副教授領導的研究小組發(fā)現(xiàn),在結構量子臨界點附近的化學成分處,AlO4網(wǎng)絡中形成了高度無序的原子排列,從而導致了結晶形成包含兩種特性和無定形的材料。Ba1-xSrxAl2O4是結晶固體,但研究人員發(fā)現(xiàn)在高于結構量子臨界點的Sr濃度下,Ba1-xSrxAl2O4表現(xiàn)出無定形材料的熱特性,即與玻璃材料(例如二氧化硅)相當?shù)牡蜔釋?。他們觀察到,由于非相干停止的聲學軟模式,部分原子結構失去了周期性。結果,實現(xiàn)了玻璃狀Al-O網(wǎng)絡和周期性Ba排列的組合。這種混合狀態(tài)是研究團隊第一個發(fā)現(xiàn)的,只需將原材料均勻混合并加熱即可。

Ishii總結道:原則上,這項研究中揭示的現(xiàn)象可以發(fā)生在表現(xiàn)出聲學軟模式的材料中。將這種技術應用于各種材料可能有助于我們創(chuàng)造出結合晶體物理特性的混合材料,例如光學特性和電學特性,以及具有非晶材料的低導熱性。此外,晶體的高耐熱性可開發(fā)用于外太空等惡劣環(huán)境的絕緣材料。

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科學家發(fā)現(xiàn)了用于拓撲量子計算機的新材料


芝加哥大學普利茲克分子工程學院(PME)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新材料MnBi6Te10,可用于創(chuàng)建電子可以沿其移動的量子高速通道。這些電子通道可能有助于連接強大、節(jié)能的量子計算機的內部組件。

當電子穿過傳統(tǒng)的金屬線時,它們會因為產生熱量而損失少量能量,并且一些內在特性會發(fā)生變化。因此,傳統(tǒng)金屬線不能用于連接以電子的量子特性編碼數(shù)據(jù)的量子計算機部分。研究團隊發(fā)現(xiàn)了MnBi6Te10中的微妙鐵磁性,這有可能打開量子高速通道,讓電子在沒有耗散的情況下流動。團隊認為MnBi6Te10可以充當磁性拓撲絕緣體,擁有使電子在保持能量的同時圍繞其周邊穿梭的電子和量子特性。這是拓撲量子計算機工程的一個重要里程碑。

PME研究人員獲得了由Zhiqiang Mao領導的賓夕法尼亞州立大學二維晶體聯(lián)盟合作制造的MnBi6Te10原材料。然后,該團隊結合使用角度分辨光電子能譜和透射電子顯微鏡(TEM)這兩種方法,準確研究MnBi6Te10中的電子表現(xiàn)以及電子的運動如何隨磁性狀態(tài)而變化。

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07

核心器件

Core Equipments

浙江大學開發(fā)了低損耗、芯片級可編程硅光子處理器


集成光信號處理器已被確定為光信號處理的強大引擎。它們可以在具有極高控制精度的小型芯片上實現(xiàn)寬帶和穩(wěn)定的信號處理操作。目前,人們對提供功能可重構性非常感興趣,以匹配可編程微電子處理器的關鍵優(yōu)勢。為了實現(xiàn)具有大量調諧元件的大規(guī)模可編程光子集成電路,挑戰(zhàn)降低硅光子波導的損耗并最大限度地減少由這些調諧元件的移相器的制造缺陷引起的隨機相位誤差。

Opto-Electronic Advances的新論文討論了低損耗芯片級可編程硅光子處理器。浙江大學研究團隊通過引入低損耗多模光子波導螺旋和低隨機相位誤差馬赫-曾德開關,提出了一種高性能可編程硅光子處理器。這些波導螺旋設計為寬達2μm,可實現(xiàn)0.28dB/cm的超低傳播損耗,遠小于傳統(tǒng)的硅波導(2-3dB/cm)。同時,裝置設計有2μm寬的臂波導,因此其中的隨機相位誤差可以忽略不計。在這種情況下,硅光子處理器校準變得容易,而且功耗更低,可以大大減少相位誤差的補償。此外,每個通道都有一個Ge/Si光電探測器和光柵耦合器來檢測信號。

通過對該器件進行編程,這款可編程硅光子處理器成功地驗證了許多截然不同的功能,包括可調諧時間延遲、微波光子波束形成、任意光信號濾波和任意波形生成。

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硅光子微機電系統(tǒng)實現(xiàn)技術突破


為了應對不斷增長的數(shù)據(jù)速率,光纖通信系統(tǒng)使用許多專用波長的單獨通信信道,這種技術稱為波分復用。這些通道在通過光纖傳輸之前在多路復用器中組合。為了檢索數(shù)據(jù),光譜在接收端被解復用。通常,此操作是使用光子集成電路(PIC)執(zhí)行的。PIC將光限制并引導到微型組件中,這些組件在多個波長通道中操縱信息,例如陣列波導光柵或集成環(huán)形諧振器。

近期,學者Hamed Sattari帶領的研究團隊通過物理移動光子集成電路中的懸浮硅環(huán)形諧振器,展示了一種用于解復用操作的節(jié)能組件。環(huán)形諧振器的機械位移允許將波長通道提取到總線波導中,有效地充當微機械操作的分插濾波器。靜電驅動機制建立在微機電系統(tǒng)(MEMS)之上,這是一種廣泛應用于消費電子產品的技術,例如視頻投影儀的微鏡。與這些已有的光學MEMS相比,團隊展示的新型硅光子MEMS大約小了3個數(shù)量級。環(huán)形諧振器的波導橫截面小于650nmx220nm,小于500nm的位移足以操作濾波器。與現(xiàn)有的MEMS產品相比,這種緊湊的占位面積允許快速運行,并且靜電驅動機制確保了極低的功耗,使這種新型濾波器具有高能效。

我們的研究在硅光子MEMS技術成熟度方面邁出了重要一步,Sattari說,現(xiàn)在可以構建由數(shù)千個組件組成的大規(guī)模光子集成電路,例如分插濾波器,提供一個缺失的平臺,可以使數(shù)據(jù)中心和光纖通信應用更加節(jié)能。

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08

基礎研究

Basic Research

中國科學家成功在強量子色動力學體系中直接測量質子廣義極化率


量子色動力學是探索由膠子介導的夸克之間的強相互作用的研究領域??淇耸菐щ姾傻幕玖W樱菑秃狭W樱ㄈ鐝娮雍唾|子)的組成部分。而科研領域對量子色動力學體系中強相互作用的某些方面仍然知之甚少,特別是在低能量和低動量傳遞的相互作用方面,可對核子廣義極化率進行預測的理論是手性微擾理論。

而近期,新罕布什爾大學、弗吉尼亞大學、威廉瑪麗學院以及美國和中國的其他機構的研究人員在實驗環(huán)境中驗證了手性微擾理論的預測。他們發(fā)表在Nature Physics上的論文提供了在強量子色動力學體系中質子的自旋結構和廣義極化率的測量。

團隊設計的實驗會導致光束在通過場到達目標的途中發(fā)生很大的偏轉,從而需要大量的工程將光束傳送到目標上,并需要多年的分析才能從目標出現(xiàn)的散射電子中提取反應截面。使用實驗收集的測量數(shù)據(jù),研究人員能夠表征單個質子的內部自旋結構,同時還提取了質子的縱向-橫向自旋極化率、twist-3矩陣元素和極化率d2,這些都是通過手性微擾理論估計的關鍵參數(shù)。為了確定理論預測的有效性,團隊將收集的研究結果通過實驗用于驗證手性微擾理論的預測,同時又可以提高現(xiàn)階段科學家對強量子色動力學機制的理解,包括質子的自旋結構和廣義自旋極化率。

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物理學家首次實驗觀察到兩種超流體在超冷原子云中的共存


目前的研究還無法通過實驗觀察到兩種超流體在超冷原子云中的共存。然而,海德堡大學的物理學家于近期已經證明了這種磁性量子流體以兩種方式呈現(xiàn)在原子氣體中。由Markus Oberthaler教授領導的研究人員已經成功地在超冷銣原子云中制備了這種狀態(tài),并對其進行了詳細表征。

玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)(BEC)是一種原子氣體的特殊量子力學狀態(tài),可在極冷的溫度下達到。處于這種狀態(tài)的單個原子云集體表現(xiàn)為單一流體。這種量子流體作為超流體能夠無阻力地流動。根據(jù)Oberthaler教授的說法,近幾十年來,原子玻色-愛因斯坦凝聚體是由鈉和銣等非常不同類型的原子產生的,但最近也由鉺和鏑等更奇異的原子產生。然而,這些原子中的大多數(shù)也表現(xiàn)出有自旋并且像小磁鐵的內部自由度。實驗小組使用銣原子的超冷云,將原子系統(tǒng)初始化為遠離平衡狀態(tài),并一直等到銣原子達到新的平衡狀態(tài)。為了創(chuàng)建和追蹤這種狀態(tài),研究人員使用了專門為此開發(fā)的獨特檢測和擾動方法。他們觀察到,不僅運動自由度變得超流體,而且自旋也變得超流體。因此,磁性量子流體可以以兩種方式變得極其流動。

這種新研究方法不僅使可以在實驗中表征冷凝物,而且還使業(yè)內研究人員能夠更好地了解從非平衡狀態(tài)到新狀態(tài)的路徑。

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